鉆井液侵入的案例
頁(yè)巖鉆井液鉆井井壁穩(wěn)定性分析案例
模型建立及求解
本案例涉及到的物理場(chǎng)數(shù)學(xué)方程包括：巖體變形控制方程、鉆井液滲流方程、水分?jǐn)U散方程、溫度場(chǎng)方程以及彈塑性屈服準(zhǔn)則方程。以上各方程之間相互耦合，探討滲流壓力、溫度應(yīng)力、水分濃度對(duì)井壁穩(wěn)定性影響。井壁的穩(wěn)定性與傾角、地應(yīng)力及鉆井液的壓力具有關(guān)系，巖層的彈性模量、泊松比與內(nèi)摩擦角與內(nèi)聚力均與含水率有關(guān)。
物理場(chǎng)方程
鉆井液壓力分布
徑向應(yīng)力
塑性區(qū)域
斜井鉆井液壓力
鉆井液技術(shù)的詳解
②油連續(xù)相鉆井液
油連續(xù)相鉆井液（習(xí)慣稱為油基鉆井液）是一種以油（主要是柴油或原油）為分散介質(zhì)，以加重劑、各種化學(xué)處理劑及水等為分散相的溶膠懸浮混合體系。其主要組成是原油、柴油、加重劑、化學(xué)處理劑和水等。它基本經(jīng)歷了原油鉆井液（1930年初）、油基鉆井液、油包水（反相乳化）鉆井液（1960年至今）等三個(gè)階段。
原油鉆井液。主要成分是原油。
油基鉆井液。以柴油（或原油）為連續(xù)相，以氧化瀝青為分散相，再配以加重劑和各種化學(xué)處理劑配制而成。
油包水（反相乳化）鉆井液。一柴油（或原油）為連續(xù)相，以水為分散相呈小水滴分散在水中（水可占60%的體積），以有機(jī)膨潤(rùn)土（親油鵬潤(rùn)土）和氧化瀝青等穩(wěn)定劑，再配以加重劑和各種化學(xué)處理劑等配制而成。1978年以來開始在我國(guó)鉆井現(xiàn)場(chǎng)使用。
③氣體型鉆井流體
氣體鉆井液是以空氣或天然氣作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液。泡沫鉆井液是以泡沫作為鉆井循環(huán)流體的鉆井液。主要組成是液體、氣體及泡沫穩(wěn)定劑等。20世紀(jì)80年代我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)鉆井液體系分委會(huì)把鉆井液分為：不分散地固相聚合物鉆井液、淡水鉆井液、鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆井液、鈣處理鉆井液、鉀基鉆井液、油基鉆井液、氣體鉆井液等八大體系。
API(美國(guó)石油學(xué)會(huì))及LADC(國(guó)際鉆井承包商協(xié)會(huì))認(rèn)可的鉆井液體系如下：不分散鉆井液體系、分散性鉆井液體系、鈣處理鉆井液體系、聚合物鉆井液體系、低固相鉆井液體系、飽和鹽水鉆井液體系、修井完井鉆井液體系、油基鉆井液體系和空氣、霧、泡沫和氣體體系。
鉆井液的選用標(biāo)準(zhǔn)
鉆井液是鉆井的“血液”，在鉆井作業(yè)中起著非常重要的作用。因此對(duì)鉆井液要求很高，主要有四個(gè)方面：
①鉆井循環(huán)的要求
鉆井循環(huán)對(duì)鉆井液的要求是泵壓低（粘度低），攜砂能力強(qiáng)（動(dòng)切力高），啟動(dòng)泵壓低（靜切力低），潤(rùn)滑性能好，摩擦力低，磨損小（固體顆粒少）。
展開 硫化氫傳感器在石油鉆井液硫化氫監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
水溶液為氫硫酸，酸性較弱，比碳酸弱，但比硼酸強(qiáng)。能溶于水，易溶于醇類、石油溶劑和原油。有一個(gè)值得注意的點(diǎn)就是硫化氫為易燃危化品，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。
硫化氫氣體是石油鉆井過程中經(jīng)常遇到的三種腐蝕性氣體之一，具有很高的毒性。在地層中它可以以富集的形式存在，可以混合在少量的地層流體中，常見的方法是與石油和天然氣混合，在石油和天然氣開采過程中到達(dá)地面。在鉆井過程中，可能會(huì)影響或破壞鉆井液及其性能，因此國(guó)內(nèi)外石油工業(yè)都非常重視，并采取了各種治理措施。
限于硫化氫(H2s)的危險(xiǎn)，國(guó)家職業(yè)安全接觸限值規(guī)定，15mg/m3限時(shí)加權(quán)平均值是日工作8h的暴露安全極限;22mg/m3為短期暴露限值;30mg/m3是最大暴露限值。
硫化氫對(duì)人體的危害
硫化氫的毒性較一氧化碳大5~6倍，幾乎與氰同樣劇毒。硫化氫質(zhì)量濃度不同，對(duì)人的危害也不同，輕則對(duì)人體造成刺激，重則會(huì)致使人在幾分鐘內(nèi)死亡。
硫化氫對(duì)設(shè)備材料的危害
硫化氫能加速非金屬材料的老化。在地面設(shè)備、井口裝置、井下工具中，有橡膠、浸油石墨、石棉等非金屬材料制作的密封件。它們?cè)诹蚧瘹洵h(huán)境中使用一定時(shí)間后，橡膠會(huì)產(chǎn)生鼓泡脹大，失去彈性;浸油石墨及石棉繩上的油被溶解而導(dǎo)致密封件的失效。
硫化氫對(duì)金屬材料的腐蝕。硫化氫溶于水形成弱酸，對(duì)金屬的腐蝕形式有電化學(xué)失重腐蝕、氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕開裂,以后兩者為主，一般統(tǒng)稱為氫脆破壞。氫脆破壞往往造成井下管柱的突然斷落、地面管匯和儀表的爆破、井口裝置的破壞，甚至發(fā)生嚴(yán)重的井噴失控或著火事故。
硫化氫對(duì)鉆井液的污染：
硫化氫主要是對(duì)水基鉆井液有較大的污染。它會(huì)使鉆井液性能發(fā)生很大變化，如密度下降，pH值下降，粘度上升，以至形成流不動(dòng)的凍膠；顏色變?yōu)橥呋疑⒛蚰G色。從而使鉆井液的流變性能變差，形成固定的凝膠。
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